JP5792035B2 - 圧力スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、流体圧を検出してスイッチング動作する圧力スイッチに関するものである。

例えば、自動車の制動装置等に油や圧縮空気を供給するタンク等の圧力を圧力スイッチによって検出し、検出された圧力が所定値に達すると警告灯を点灯することが行われている。

上記圧力スイッチは、作動圧力の変化に応動するダイヤフラムの動作によってスイッチング動作するが、仕様で定められた作動圧力の誤差に対応するために圧力スイッチ内の駆動要素を付勢するバネ部材の荷重を微調整する必要がある。このため、従来の圧力スイッチにおいては、バネ部材を受けるバネ受け部材の位置を調整ネジで微調整する付勢力調整機構が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３２７４８３号公報

しかしながら、調整ネジによってバネ部材の付勢力を微調整する付勢力調整機構を備える従来の圧力スイッチにおいては、調整ネジやナット等の部品の数が多くなるとともに、バネ部材の付勢力の調整後に調整ネジが緩んで付勢力が変化しないようにネジロック剤によって調整ネジを固定する必要があるという問題があった。

又、バネ部材の付勢力を微調整する別の方法として、組立時に数種類のバネ部材から作動圧力に合う付勢力（バネ荷重）を有するものを選択して組み立てる方法もあるが、この方法では仕様に合うだけの種類のバネ部材を準備する必要がある他、組立後はバネ部材の付勢力を調整することができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品点数の増加を招くことなく１種類のバネ受け部材によってバネ部材の付勢力を微調整することができる圧力スイッチを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、通孔を有するボディと、該ボディの前記通孔が連通する内空間を閉じて圧力室を形成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの移動量に応じて出力信号を切り替えるスイッチ機構を有する圧力スイッチにおいて、
前記スイッチ機構を、
前記ダイヤフラムの移動に連動する駆動部材と、
該駆動部材の移動量を検出する検出部材と、
前記駆動部材に一端が当接して該駆動部材を付勢するバネ部材と、
該バネ部材の他端を受けるバネ受け部材と、
前記検出部材によって検出された前記駆動部材の移動量に応じて信号を出力する出力部材と、
を含んで構成するとともに、
前記バネ受け部材に、前記バネ部材の付勢力を調整する付勢力調整部を設け、
前記ボディ内に支持部材を収容し、該支持部材によって前記バネ受け部材を回転可能に支持するとともに、該バネ受け部材の外周縁に周方向に形成された高さの異なる複数の係合段部で前記付勢力調整部を構成し、前記係合段部の１つを前記支持部材に形成された保持部に選択的に係合させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記出力部材から延びるターミナルを覆うコネクタハウジングを設け、該コネクタハウジングに、前記バネ受け部材の前記支持部材に対する回転を阻止する回転阻止部を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、バネ受け部材に、バネ部材の付勢力を調整する付勢力調整部を設け、バネ受け部材の外周縁に周方向に形成された高さの異なる複数の係合段部によって前記付勢力調整部を構成したため、該バネ受け部材を支持部材に対して回転させると、支持部材の保持部に係合するバネ受け部材の係合段部が切り替えられて該バネ受け部材が支持部材に対して移動し、バネ受け部材に一端が受けられたバネ部材が伸縮してその付勢力が微調整される。このため、調整ネジ等を用いることなく１種類のバネ受け部材によってバネ部材の付勢力を微調整することができ、部品点数を削減することができる。

請求項２記載の発明によれば、コネクタハウジングに、バネ受け部材の支持部材に対する回転を阻止する回転阻止部を設けたため、バネ部材の付勢力を調整した後にバネ受け部材が回転することがなく、調整されたバネ部材の付勢力が不本意に変化することがなく、調整ネジを用いた従来の付勢力調整機構において必要であったネジロック剤等が不要となる。又、回転阻止部をコネクタハウジングに設けたため、該コネクタハウジングの組み付けと同時にバネ受け部材の回転が阻止され、追加部品や組付工数を削減することができる。

本発明に係る圧力スイッチの斜視図である。 本発明に係る圧力スイッチの側面図である。 本発明に係る圧力スイッチの側断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る圧力スイッチの分解斜視図である。 本発明に係る圧力スイッチのバネ受け部材の斜視図である。 本発明に係る圧力スイッチの付勢力調整部分の側断面図である。 本発明に係る圧力スイッチの付勢力調整部分の斜視図である。 本発明に係る圧力スイッチのターミナルベースをボディに組み付けた状態を示す斜視図である。 本発明に係る圧力スイッチのバネ受け部材とターミナルベース及びコネクタハウジングとの関係を示す側面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る圧力スイッチの斜視図、図２は同圧力スイッチの側面図、図３は同圧力スイッチの側断面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５は同圧力スイッチの分解斜視図、図６は同圧力スイッチのバネ受け部材の斜視図、図７は同圧力スイッチの付勢力調整部分の側断面図、図８は同圧力スイッチの付勢力調整部分の斜視図、図９は同圧力スイッチのターミナルベースをボディに組み付けた状態を示す斜視図、図１０は同圧力スイッチのバネ受け部材とターミナルベース及びコネクタハウジングとの関係を示す側面図である。

本発明に係る圧力スイッチ１は、大小異径の円筒状のボディ２を備えており、該ボディ２の小径部２Ａの軸中心部には図３に示すように円孔状の通孔３が貫設されている。そして、図３に示すように、ボディ２の大径部２Ｂの内部には円筒状の支持部材４が嵌着されており、この支持部材４の内部には有底筒状の駆動部材５が軸方向（図３の左右方向）に摺動可能に嵌装されている。ここで、図５に示すように、駆動部材５の外周３箇所には軸方向に長いリブ状のガイド突起５ａが突設されており、これらのガイド突起５ａは、支持部材４の内周３箇所（ガイド突起５ａに対応する３箇所）に軸方向に形成されたガイド溝４ａ（図３及び図５参照）に嵌合しており、これによって駆動部材５の回り止めがなされている。

上記駆動部材５の上下には、図３及び図５に示すように矩形孔５ｂが形成されており、これらの矩形孔５ｂには矩形ブロック状のマグネット（永久磁石）６がそれぞれ装着されている。

又、図３に示すように、ボディ２内には、前記通孔３が連通する内空間を閉じて圧力室Ｓを形成する撓曲可能なダイヤフラム７がその外周縁をボディ２と支持部材４によって挟持される状態で設けられている。

更に、支持部材４の内部には、図３に示すように円環状（中空状）のバネ受け部材８が軸方向に移動可能且つ回転可能に嵌装されており、前記駆動部材５は、これと前記バネ受け部材８との間に縮装されたバネ部材（コイルスプリング）９によって前記ダイヤフラム７を押圧する方向（図３の左方）に付勢されている。ここで、駆動部材５のダイヤフラム７側の一端面中心部には円形の突部５ｃが一体に突設されており、この突部５ｃは、支持部材４の一端開口部を通してダイヤフラム７に当接している。尚、駆動部材５は、そのダイヤフラム７側の一端面の周縁が図３に示すように支持部材４の一端開口部内周に形成されたストッパ部４ｂに当接することによって軸方向の移動が規制されている。

前記バネ受け部材８の前記バネ部材９を受ける面とは反対側の面（反バネ受け面）の相対向する２箇所には、図６に示すように四角柱状の嵌合突起８Ａが軸方向に一体に突設されている。又、図６に示すように、バネ受け部材８の反バネ受け面外周縁の周方向３箇所には、高さ（深さ）が異なる４つの係合段部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが周方向に沿ってそれぞれ形成されており、これらの係合段部８ａ〜８ｄがバネ部材９の付勢力を微調整する付勢力調整部を構成している。

他方、図８に示すように、支持部材４の他端（バネ受け部材８が配置された側）の開口部内周の３箇所には径方向内方に向かって突出する保持部４ｃが形成されており、これら保持部４ｃに、バネ受け部材８の反バネ受け面の３箇所にそれぞれ形成された係合段部８ａ〜８ｄの１つが選択的に係合する（図３、図７及び図８参照）。従って、バネ受け部材８を回転させ、該バネ受け部材８の係合段部８ａ〜８ｄのうち支持部材４の保持部４ｃに係合する１つを変更することによってバネ受け部材８を軸方向に４段階に移動させることができ、このバネ受け部材８の移動によってバネ部材９を伸縮させてその付勢力（駆動部材５の押圧力）を微調整することができる。

更に、図３に示すように、ボディ２内にはターミナルベース１０が収容されており、このターミナルベース１０は、円板状のフランジ部１０Ａと、該フランジ部１０Ａから軸方向に水平に一体に延出する基板取付部１０Ｂを備えている。

上記ターミナルベース１０のフランジ部１０Ａの左右には、図４、図５及び図９に示すように円弧状の貫通孔１０ａが形成されており、フランジ部１０Ａは、図３に示すように支持部材４の端面に当接している。又、ターミナルベース１０の水平に延びる基板取付部１０Ｂは、図３に示すようにバネ受け部材８の中空部分を貫通して支持部材４の内部に挿入されており、その前端面には検出部材であるホール素子１１が取り付けられている。尚、このホール素子１１は、前記駆動部材５に装着された前記マグネット６の磁界の変化を検出するものである。

又、ターミナルベース１０の基板取付部１０Ｂ上には出力部材である基板１２が取付支持されており、この基板１２の一端には図３に示すように前記ホール素子１１が３本のターミナル１３によって電気的に接続されている。そして、基板１２の他端にはＬ字状に折曲された３本のターミナル１４の一端垂直部が差し込まれて電気的に接続されており、３本のターミナルは１４は、ターミナルベース１０のフランジ部１０Ａを貫通してホディ２外に水平に延出している。そして、図９に示すように、ターミナルベース１０のフランジ部１０Ａにおいては、３本のターミナル１４の周囲に円弧状の左右の前記貫通孔１０ａが形成されている。尚、図３に示すように、基板１２には複数の電子部品１５が実装されている。

而して、図５に示すように、以上説明した支持部材４、マグネット６、駆動部材５、バネ部材９、バネ受け部材８、ターミナルベース１０、基板１２及びこれに電気的に接続されたホール素子１１等は、ダイヤフラム７の移動量（ボディ２内の圧力室Ｓに加えられる圧力）を検出するスイッチ機構を構成している。尚、図９に示すように、ボディ２は、内部にスイッチ機構を収容した状態で一端開口部をかしめている。

ところで、図３に示すように、ターミナルベース１０には、基板１２から水平に延びる前記３本のターミナル１４を覆うコネクタハウジング１６が取り付けられており、その取付部の外周には略円筒状のキャップ１７がアウトサート成形によってボディ２とコネクタハウジング１６とに被着されている。尚、図５において、１８はコネクタハウジング１６に形成された呼吸孔１６ｄをシールするシール部材であって、このシール部材１８は、空気の通過は許容するが、水の通過は阻止する機能を有するものである。

上記コネクタハウジング１６の一端には、図５に示すように円環状のフランジ部１６Ａが一体に形成されており、このフランジ部１６Ａの端面の左右には各５本のリブ状突起１６ａが周方向に適当な間隔で円弧状を成して軸方向に一体に突設されている。そして、各リブ状突起１６ａには、図１０に示すように係合爪１６ｂがそれぞれ形成されており、隣接する２つのリブ状突起１６ａの間には回転阻止部を構成する嵌合凹部１６ｃがそれぞれ形成されている。従って、左右の各５本ずつのリブ状突起１６ａの間には４つの嵌合凹部１６ｃがそれぞれ形成されている。

ところで、ターミナルベース１０をボディ２に組み付けた状態であって、コネクタハウジング１６をターミナルベース１０に取り付ける前の状態では、バネ受け部材８の２つの嵌合突起８Ａは、図９に示すようにターミナルベース１０のフランジ部１０Ａに形成された左右の貫通孔１０ａに露出している。従って、この状態から嵌合突起８Ａを操作してバネ受け部材８を回転させれば、前述のようにバネ受け部材８に形成された高さの異なる係合段部８ａ〜８ｄのうち支持部材４の保持部４ｃに係合する１つが変更されるため、バネ受け部材８が軸方向に移動し、このバネ受け部材８の移動によってバネ部材９が伸縮されてその付勢力（駆動部材５の押圧力）が微調整される。

以上のようにしてバネ部材９の付勢力を微調整した後にコネクタハウジング１６が図３及び図１０に示すようにターミナルベース１０に取り付けられるが、このコネクタハウジング１６の取り付けは次のようになされる。

即ち、コネクタハウジング１６のフランジ部１６Ａに突設された左右５本ずつのリブ状突起１６ａをターミナルベース１０のフランジ部１０Ａに形成された左右の各貫通孔１０ａにそれぞれ貫通させると、該リブ状突起１６ａにそれぞれ形成された係合爪１６ｂが図３に示すようにターミナルベース１０の貫通孔１０ａの周縁に係合するため、コネクタハウジング１６がターミナルベース１０に対して回転不能且つ離脱不能に固定される。

そして、コネクタハウジング１６がターミナルベース１０に取り付けられると、ターミナルベース１０の貫通孔１０ａを貫通して支持部材４の内部へと突出するコネクタハウジング１６のリブ状突起１６ａの間に形成された４つの嵌合凹部１６ｃの１つにバネ受け部材８の嵌合突起８Ａが図３、図４及び図１０に示すように嵌合するため、バネ受け部材８の回転が阻止され、バネ部材９の付勢力が途中で変化することがない。

而して、以上のように構成された圧力スイッチ１において、ボディ２内の圧力室Ｓに圧力が作用すると、その圧力による力を受けてダイヤフラム７と駆動部材５がバネ部材９の付勢力に効して軸方向（図３の右方向）に移動するため、駆動部材５に装着された上下２つのマグネット６が同方向に同量だけ移動する。このようにマグネット６が移動すると、該マグネット６が発生する磁界が変化し、この磁界の変化がホール素子１１によって検出されるが、ダイヤフラム７と駆動部材５及びマグネット６の移動量は圧力室Ｓに作用する圧力に比例するため、マグネット６に発生する磁界の変化がホール素子１１によって検出されることによって圧力室Ｓ内の圧力が検出される。そして、検出された圧力が設定値を超える場合には当該圧力スイッチ１から信号が発せられて例えば不図示の警告灯が点灯して異常事態の発生を報知することが行われる。

而して、本発明に係る圧力スイッチ１によれば、バネ受け部材８に、バネ部材９の付勢力を調整する付勢力調整部で或る係合段部８ａ〜８ｄを設けたため、１種類のバネ受け部材８によってバネ部材９の付勢力を微調整することができ、部品点数を削減することができる。具体的には、バネ受け部材８の外周縁に周方向に形成された高さの異なる複数の係合段部８ａ〜８ｄによって付勢力調整部を構成したため、該バネ受け部材８を支持部材４に対して回転させると、支持部材４の保持部４ｃに係合するバネ受け部材８の係合段部４ａ〜４ｄが切り替えられて該バネ受け部材８が支持部材４に対して移動し、バネ受け部材８に一端が受けられたバネ部材９が伸縮してその付勢力が微調整される。このため、調整ネジ等を用いることなく１種類のバネ受け部材８によってバネ部材９の付勢力を微調整することができ、部品点数を削減することができる。

又、本発明に係る圧力スイッチ１によれば、コネクタハウジング１６に、バネ受け部材８の支持部材４に対する回転を阻止する回転阻止部として嵌合凹部１６ｃを設けたため、バネ部材９の付勢力を調整した後にバネ受け部材８が回転することがなく、調整されたバネ部材９の付勢力が不本意に変化することがなく、調整ネジを用いた従来の付勢力調整機構において必要であったネジロック剤等が不要となる。そして、回転阻止部である嵌合凹部８ａ〜８ｄをコネクタハウジング１６に設けたため、該コネクタハウジング１６の組み付けと同時にバネ受け部材８の回転が阻止され、追加部品や組付工数を削減することができる。

１ 圧力スイッチ
２ ボディ
２Ａ ボディの小径部
２Ｂ ボディの大径部
３ ボディの通孔
４ 支持部材
４ａ 支持部材のガイド溝
４ｂ 支持部材のストッパ部
４ｃ 支持部材の保持部
５ 駆動部材
５ａ 駆動部材のガイド突起
５ｂ 駆動部材の矩形孔
５ｃ 駆動部材の突部
６ マグネット
７ ダイヤフラム
８ バネ受け部材
８Ａ バネ受け部材の嵌合突起
８ａ〜８ｄ バネ受け部材の係合段部（付勢力調整部）
９ バネ部材
１０ ターミナルベース
１０Ａ ターミナルベースのフランジ部
１０Ｂ ターミナルベースの基板取付部
１０ａ ターミナルベースの貫通孔
１１ ホール素子（検出部材）
１２ 基板（出力部材）
１３ ターミナル（ホール素子）
１４ ターミナル
１５ 電子部品
１６ コネクタハウジング
１６Ａ コネクタハウジングのフランジ部
１６ａ コネクタハウジングのリブ状突起
１６ｂ コネクタハウジングの係合爪
１６ｃ コネクタハウジングの嵌合凹部（回転阻止部）
１６ｄ コネクタハウジングの呼吸孔
１７ キャップ
１８ シール部材
Ｓ 圧力室

Claims (2)

1. 通孔を有するボディと、該ボディの前記通孔が連通する内空間を閉じて圧力室を形成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの移動量に応じて出力信号を切り替えるスイッチ機構を有する圧力スイッチにおいて、
   前記スイッチ機構を、
   前記ダイヤフラムの移動に連動する駆動部材と、
   該駆動部材の移動量を検出する検出部材と、
   前記駆動部材に一端が当接して該駆動部材を付勢するバネ部材と、
   該バネ部材の他端を受けるバネ受け部材と、
   前記検出部材によって検出された前記駆動部材の移動量に応じて信号を出力する出力部材と、
   を含んで構成するとともに、
   前記バネ受け部材に、前記バネ部材の付勢力を調整する付勢力調整部を設け、
   前記ボディ内に支持部材を収容し、該支持部材によって前記バネ受け部材を回転可能に支持するとともに、該バネ受け部材の外周縁に周方向に形成された高さの異なる複数の係合段部で前記付勢力調整部を構成し、前記係合段部の１つを前記支持部材に形成された保持部に選択的に係合させたことを特徴とする圧力スイッチ。
2. 前記出力部材から延びるターミナルを覆うコネクタハウジングを設け、該コネクタハウジングに、前記バネ受け部材の前記支持部材に対する回転を阻止する回転阻止部を設けたことを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
   

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